python算法例6 快速幂

news2024/11/28 2:46:27

1. 问题描述

计算a^{n}%b,其中a、b和n都是32位的非负整数。

2. 问题示例

例如:2^{31}%3=2

3.代码实现

计算a的n次幂对b取余,可以使用快速幂算法。这个算法通过减少乘法和取余操作的次数来提高效率。

def pow_mod(a, n, b):
    result = 1

    while n > 0:
        if n % 2 == 1:  # 如果n是奇数
            result = (result * a) % b
        a = (a * a) % b
        n //= 2

    return result

print(pow_mod(2,31,3))

在这段代码中,使用了一个循环,通过二进制位逐步减小n的值,并根据n的二进制位是否为1来更新结果。具体步骤如下:

  1. 初始化结果为1。
  2. 当n大于0时,进行循环:
    • 如果n是奇数(即n的二进制表示的最低位是1),将结果与a相乘并对b取余。
    • 将a自乘并对b取余。
    • 将n除以2向下取整。
  3. 返回最终结果。

例如,对于输入a = 2n = 31b = 3,根据快速幂算法,计算结果为2。

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